专题18 欧姆定律(复习讲义)(湖南专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2025-12-31
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2份
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57页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 欧姆定律的应用 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.47 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 追梦者试卷达人✰ |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55728688.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“欧姆定律”专题,覆盖公式及图像理解、串并联电路计算、实验探究(电流与电压电阻关系、伏安法测电阻)等中考核心考点,采用“考情剖析-考点通关-实验突破-真题精练”四阶复习架构,通过知识夯基与新考法聚焦结合,助力学生系统突破难点。
亮点在于融合科学思维与科学探究,如伏安法测电阻实验中通过电路故障分析(电压表无示数、电流表无示数原因)培养科学推理能力,结合地磅、智能体温计等真实情境设计动态电路分析题,强化物理观念应用。分层练习配合5分钟限时真题训练,帮助教师精准把控复习节奏,提升学生实战能力。
内容正文:
专题18 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 3
考点1 对欧姆定律公式及图像的理解 3
教材·知识夯基
1.欧姆定律的内容
2.欧姆定律的公式及变形公式
3.欧姆定律的适用范围
中考·新考法聚焦
考法1 综合应用与真实情境相结合解决实际问题
考法2 教材素材链接
考点2 运用欧姆定律进行综合计算 5
教材·知识夯基
1.欧姆定律在串并联电路中的应用
2.动态电路分析
3. 串并联电路中总电阻的求法
中考·新考法聚焦
考法1 多知识点相融合进行综合考查
考法2 结合生活实际跨学科融合
考法3 结合生活实际或科技前沿进行综合考查
考法4 教材素材链接
04·素养拓展·思维进阶 7
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
实验2 伏安法测电阻
05·优题精选·练能提分 13
考点
考查形式
考查内容
考法分析
对欧姆定律公式及图像的理解
☑选择题
☑填空题
欧姆定律公式的简单应用
欧姆定律的简单计算,并联电路电压规律及应用。如 2025·湖南长沙卷
运用欧姆定律进行综合计算
☑选择题
☑填空题
☑计算题
动态电路分析,电路故障分析,图像、比例问题
含有变阻器的动态电路分析。如 2025·湖南长沙卷
探究电流与电压、电阻的关系 测电阻
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流与电压、电阻关系
伏安法测电阻
伏安法测电路的实验原理和电路图,实验步骤和数据处理。如 2025·湖南长沙卷
命题新趋势
近年来,电压与电阻 的命题趋势正从单一知识考查转向 综合应用与真实情境结合,强调学生对物理概念的理解深度和解决实际问题的能力,尤其注重 实验探究、电路故障分析及敏感电阻在生活中的应用 。电压与电阻是电学的基础内容,在中考物理中占有重要地位。随着新课标改革推进,命题不再局限于公式记忆和简单计算,而是更关注学生是否能建立物理模型、理解本质规律,并应用于现实场景。
命题趋势的四大方向:1.多知识点融合(如电压、电流、电阻关系+电路控制);2.开放性实验题、故障分析、图像分析题;3.结合生活实际或科技前沿(如数据中心供电);4实验探究、逻辑推理、科学思维并重。
命题预测
根据近年中考物理命题趋势,电压与电阻相关内容在试卷中占有重要地位。它不仅是欧姆定律的基础,也贯穿于电功率、家庭电路等多个章节。命题方向正逐步从单纯的知识记忆向综合应用和科学探究转变。
核心考点与命题预测:基本概念辨析:电压的作用、电阻的影响因素(材料、长度、横截面积、温度);实验探究:探究电流与电压、电阻的关系(控制变量法)、伏安法测电阻;电路分析:串并联电路中电压分配规律、滑动变阻器的作用;图像与数据处理:I-U图像分析、利用图表判断电阻变化趋势。
考点1 对欧姆定律公式及图像的理解
1.内容
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2.公式
。式中单位:I(电流)→安(A);U(电压)→伏(V);R(电阻)→欧(Ω)。
3.变形公式
求电压:U = IR,求电阻:。
①同体性:U、I、R是对应同一个导体或同一段电路的三个物理量,解题过程中,习惯上把对应同—导体的物理量符号用相同的角标表示,如I1、U1、R1 或I甲、U甲、R甲。
②同时性:由于电流会随电压的改变而改变,所以在应用公式时,三个物理量必须是同一时刻的数值。
③欧姆定律只适用于纯电阻电路。纯电阻电路是将电能全部转化为内能的电路。如电炉、电饭锅等;电动机工作时,主要将电能转化为机械能,只有一小部分电能转化为内能,所以含电动机的电路不是纯电阻电路。
④电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,所以不能说电阻与电压成正比,与电流成反比。公式 只是电阻的计算式而不是决定式。
⑤同一电源,电压是一定的(电压由电源提供,电源电压大小只与电源有关,与电路中电阻和电路无关)因此不能说成“电压与电阻成正比,与通过它的电流成反比”。
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
2.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·一模)小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.
B.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C.当在导体甲的两端上加的电压时,通过导体甲的电流为
D.将甲、乙两导体并联后接到电压为的电源上时,干路中的电流为
3.【结合图像进行综合考查】(2025·湖南长沙·三模)小红画出了定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值变化情况为 。若将两者串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
4.(2025·湖南益阳·二模)晓明家有一辆空载时质量为1t的货车,公路部门往往通过地磅检测货车载重情况。图甲为研究小组设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为9V,定值电阻标有“,”字样。已知。求:
(1)货车空载时受到的重力为 N。
(2)当货车中装有质量1t的货物时,通过电路的电流是 A。
(3)为了保证电路安全,该货车允许装载的货物的最大质量是 t。
考点2 运用欧姆定律进行综合计算
1.串联电路特点:分压不分流
①电流:串联电路中各处的电流相等(不分流):I串=I1=I2
②电压:总电压等于各处电压之和(分压):U串=U1+U2
③电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度):R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)
分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)
2.并联电路特点:分流不分压
①电流:干路电流等于各支路电流之和(分流):I并=I1+I2
②电压:各支路电压都等于电源电压(不分压):U并=U1=U2
③电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积):(总电阻小于分电阻)
分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)
3.欧姆定律在串并联电路中的应用
①串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻的电压也随之变化。
②当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变,干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
③家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
1.【动态电路分析问题】(2025·湖南怀化·二模)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V读数与电流表读数的比值变大
B.电流表读数与电流表读数的差值变大
C.电流表读数变小,电压表V读数变大
D.电压表V读数与电流表读数的比值变小
2.【结合生活实际跨学科融合】(2025·湖南永州·二模)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可沿竖直放置的电阻R上下滑动并保持良好接触。接线柱“1”可以与接线柱“2”或接线柱“3”连接。下列说法正确的是( )
A.“显示器”由电压表改装而成
B.接线柱“1”与“2”连接时与R并联
C.接线柱“1”与“3”连接,货车质量增大时,显示器的示数也增大
D.电阻R0在电路中是多余的,可以去掉
3.(2025·湖南永州·模拟预测)如图甲是某种温度报警模拟电路的一部分,电阻R1、R2中,一只是阻值为400Ω的定值电阻,另一只是热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,图甲中圆圈为电流表或电压表,该电表的示数设计成“温度升高示数变大”。当电表示数达到一定值时会触发报警装置,电源电压U恒为12V。
(1)电路中R1应是 电阻(选填“定值”或“热敏”),电表应是 (选填“电流表”或“电压表”)。
(2)若报警温度设定为56℃,则电路开始报警时电表的示数是 。
4.(2025·湖南·二模)如图甲所示,是一种“创可贴智能体温计”,使用时将其粘贴在人体皮肤上,通过连接手机蓝牙就可以监测体温。图乙是模拟其内部电路原理图,电源电压6V不变,R0为定值电阻,R为高精度的热敏电阻,其阻值随温度的变化图像如图丙所示,数字式电流表和电压表的量程分别为0~12mA和0~4.0V,当检测温度为40℃时,对应的电流表示数为0.01A。
(1)热敏电阻R是利用 (选填“超导体”或“半导体”)制作而成;
(2)人体温度升高时,图乙中示数增大的仪表应该是 (选填“电压表”或“电流表”);
(3)当电流表的示数为0.01A时,计算可知定值电阻R0的阻值为 Ω。
实验1:探究电流与电压、电阻的关系
实验探究电流与电压的关系
【电路图】
【实验操作】
如图,将定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流。通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压,进而改变通过定值电阻的电流,从而记录多组电流电压值。
【实验考点】
1.实验前应先断开开关,调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处,再连接电路图。
2.滑动变阻器的作用:①改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流;②保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表。
3.为了使实验结论具有普遍性,应至少测量记录三组数据。
4.将描出的点用平滑的曲线(或直线)连接起来,使尽量多的点落在线上,不在线上的点均匀落在线的两侧。
5.电路故障分析:①电压表有示数,电流表无示数:定值电阻断路;②电压表无示数,电流表有示数:定值电阻短路;③电压表无示数,电流表无示数:滑动变阻器断路。
6.实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(物理研究方法:控制变量法)
实验探究电流与电阻的关系
【电路图】
【实验步骤】
如图,将不同阻值的定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流;把阻值为5 Ω 的定值电阻依次更换为阻值为 10 Ω、15 Ω、20 Ω 的定值电阻,通过调节滑动变阻器滑片的位置来保证定值电阻两端的电压始终保持不变,从而探究电流随电阻变化的规律。
【实验考点】
1.实验前应先断开开关,调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处,再连接电路图。
2.滑动变阻器的作用:①控制定值电阻两端电压不变;②保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表
3.为了使实验结论具有普遍性,应至少测量记录三组数据。
4.电路故障分析:①电压表有示数,电流表无示数:定值电阻断路;②电压表无示数,电流表有示数:定值电阻短路;③电压表无示数,电流表无示数:滑动变阻器断路。
5.当更换阻值较大的定值电阻后,为了保证定值电阻两端的电压不变,需要增大滑动变阻器接入电路的电阻;当更换阻值较小的定值电阻后,为了保证定值电阻两端的电压不变,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻。
6.实验结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(物理研究方法:控制变量法)
7.滑动变阻器最小阻值的选择:
由,可得
其中:R1代入实验中的最大定值电阻;
Rx是指完成实验的滑动变阻器的最小阻值;
U1是指定值电阻分的电压;
Ux是指滑动变阻器分的电压。
实验2:伏安法测电阻
1.伏安法测导体电阻
【电路图】
【实验步骤】
①按实验原理图正确连接实验电路;
②电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中;
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R =(R1+R2+R3)/3。
【实验考点】
(1)实验原理:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。
(3)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。
(4)多次测量取平均值的目的是为了减少误差。
(5)实验表格设计
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
1
2
3
2.伏安法测小灯泡电阻
【电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接电路,将滑动变阻器调到阻值最大处;
②闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压,记下此时电流表、电压表示数;
③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压逐次降低,记下每次读出的电流表、电压表示数;
④计算每次的电阻值,整理器材。
【实验考点】
(1)实验原理:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处
(3)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变灯泡两端的电压和通过定值电阻的电流。
(4)多次测量是为了探究在不同温度下小灯泡的电阻变化情况,不能取平均值。
(5)实验结论:灯丝的电阻随(亮度)温度的升高而增大。
(6)记录数据的表格为:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
1.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南·二模)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)小明连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是定值电阻 ;
(2)故障排除后,小明先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V;
(3)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为出现上述现象的原因可能是______;
A.电压表量程选小了
B.滑动变阻器的阻值太大
C.滑动变阻器的阻值太小
(4)小明解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。做出了如图丙所示的电流/随电阻R变化的关系图像。分析图像可以得出 。
2.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南株洲·三模)实验小组在探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”。
(1)根据图甲的电路图连接好电路,相对于图甲而言,闭合开关前,应将滑动变阻器 ;
(2)检查图乙,发现有一根导线接错,请在这根导线上打“”,并画出正确接法;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,将各次实验数据记录如表1。其中第2次实验时电流表的示数如图丙所示,读数为 A;
表1:探究电流跟电压的关系
次数
1
2
3
电阻
R
R
R
电压
电流
表2:探究电流跟电阻的关系
次数
3
4
5
电阻
R
5
15
电压
电流
(4)要使本次实验的结论更具有普遍的规律性,他们应该 ;
(5)他们为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,在原实验的基础上,分别接入、的电阻,得到表2的数据。他们实验中存在的问题是 。
3.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南·一模)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
1.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为电压表的示数分别为若的电阻小于的电阻,不考虑灯丝电阻随温度的变化,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·湖南·三模)如图所示的电路中,开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P位于中点。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A1与电流表A示数的比值变小的方案是( )
A.增大电源电压 B.用替换(>)
C.开关S2由闭合改为断开 D.滑片向右移
3.(2025·湖南株洲·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2示数变小,电流表A1示数变小
B.电压表V示数变小
C.电压表V示数与A1示数的比值不变
D.电流表A1示数与A2示数的差变大
4.(2025·湖南湘西·二模)如图所示的电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器增大其阻值,下列有关该电路各物理量变化情况的说法中,正确的是( )
A.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数减小
B.电流表示数增大、两端的电压增大、电压表的示数增大
C.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数增大
D.电流表示数增大、两端的电压减小、电压表的示数减小
5.(2025·湖南岳阳·二模)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻。R2为光敏电阻,当有光照射时, R2电阻变小,激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次 (计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是 ( )
A.电阻R2的阻值变小
B.通过R2的电流变大
C.R2两端的电压变大
D.R1两端的电压与通过R1的电流之比变小
6.(2025·湖南长沙·二模)如图甲是身高、体重测量仪,当人站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,力敏电阻的阻值随压力增大而减小,滑片随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )
A.身高越高电流表A示数越小
B.体重越大电压表示数越小
C.体重越大电流表示数越大
D.体重越大电压表示数与电流表示数的比值越大
7.(2025·湖南衡阳·一模)在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,定值电阻R₁两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R₂的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20 Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为2 V
C.滑片P移到a端时, R2的电流为0.1A
D.当滑片P移到中点时,此时R1的电流为0.3A
8.(2025·湖南长沙·中考真题)(多选)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
9.(2025·湖南长沙·二模)(多选)高速公路收费站对过往的超限装载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源电压一定),当车辆越重时,以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电流表
B.电压表的示数不变,称重表的示数变大
C.电压表V的示数变大,称重表的示数变大
D.电压表V的示数与称重表的示数之比变大
10.(2025·湖南长沙·一模)(多选)如图(a)、图(b)是电子天平的两种简化电路图,主要组成部分是:电源(电压保持不变)、定值电阻、托盘力敏电阻R(阻值随所受压力的增大而减小),质量显示仪表(实质是一只合适的电表)。闭合开关后电路正常工作,下列说法正确的是( )
A.图(a)中,质量显示仪表为电压表
B.图(b)中,质量显示仪表为电压表
C.图(a)中,电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线重合
D.图(b)中,托盘中物体质量越大,仪表的指针偏转角度越大
11.(2025·湖南岳阳·二模)如图甲所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器 R2 最大阻值是 20Ω。闭合开关,滑动变阻器的 I-R 图象如图乙所示,当滑片 P滑至中点时,通过 R1 的电流是 A当滑片 P 滑至最右端时,R2 两端的电压为 V。
12.(2025·湖南长沙·三模)如图甲所示,是、两个灯泡的图象,请根据图像所给信息进行计算,若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为则的电阻为 ;保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数为 A。
13.(2025·湖南长沙·二模)市面上有一种自动防溺水手环,小明所在的兴趣小组对其展开了研究。其简化原理示意图如图甲所示,当脉搏传感器检测到人体脉搏大于100次/分,同时装置达到设定的水深时,系统即判定为溺水状态,立即启动气囊救生装置,装置通过打开液体气瓶对救生气囊充气,带动人体浮出水面。小明的质量为50kg,手环的质量和体积忽略不计,g取10N/kg,。
(1)小明所受重力为 N;
(2)为确保安全,人的头部要露出水面,人体头部约占人体总体积的。若要保证小明使用时的安全,气囊容积至少为 ;(注:人体的密度约等于水的密度)
(3)该兴趣小组从实验室选择合适的器材模拟此电路,所用压敏电阻的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,电源电压为2V,滑动变阻器的规格为“100Ω;1A”。开关S闭合,电流达到0.02A时,可以使磁性开关闭合,气囊救生装置开始工作。假设防溺水手环的压敏电阻正面朝上,与水的接触面积为,若要实现防溺水深度在0.5m~2m之间进行调节,则滑动变阻器的阻值调节范围是 。(电磁铁线圈和脉搏传感器的电阻忽略不计)
14.(2025·湖南岳阳·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,将的滑片P从最右端移到最左端,两个电阻的“U-I”关系图象如图乙所示。分析图乙可知:
(1)图线 (选填“a”或“b”)反映通过定值电阻的电流与其两端电压的关系;
(2)滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(3)若将图甲中的换成阻值为15Ω的,闭合开关S,再次将的滑片P从最右端滑到最左端,得到两个电阻新的“U-I”关系图象,如图丙所示,则图线c和图线d的交点坐标为 [坐标用(的形式书写]。
15.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
16.(2025·湖南湘潭·二模)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rₓ= (用I1、I2和R0表示)。
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱的读数为R0,则可知未知电阻Rₓ= 。
17.(2025·湖南永州·二模)青青同学利用图甲电路测量定值电阻R的阻值。
(1)请以笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑片向右移动时,电流表示数变小 ;
(2)实验时,闭合开关无论怎样移动滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且不变。已知导线、仪表均完好,各处接触良好,则电路发生故障的原因可能是 ;
(3)图乙和图丙是青青同学实验过程中滑片移至某一位置时电压表、电流表的示数,则此时测得未知电阻的阻值为 Ω;
(4)青青同学在此电路的基础上换用几个不同的定值电阻探究“电流和电阻的关系”,测得数据如下表所示,通过欧姆定律分析表中数据不能得出正确的结论,原因是 。
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.2
0.14
18.(2025·湖南常德·模拟预测)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔线代替导线,将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)小明连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是定值电阻 ;
(3)故障排除后,小明先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V;
(4)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为出现上述现象的原因可能是______;
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电源电压太小了
(5)小明解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。做出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像。分析图像可以得出 。
19.(2025·湖南娄底·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、)滑动变阻器R(20Ω;1A),开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻R0,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I1,此时小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,电流表示数为I2,则小灯泡正常发光时的电阻R= (用R0、I1、I2表示)。
20.(2025·湖南·三模)如图甲是某物理兴趣小组设计的电子秤的原理图,电源电压恒定,电压表的量程是0~15V,电流表的量程0~0.6A,滑动变阻器的规格为“100Ω 2A”,是力敏电阻(上面的托盘质量忽略不计),其阻值随所受压力变化规律如图乙所示。若将滑动变阻器的滑片P调至最右端,闭合开关,托盘上不放物体时,电压表示数是9V。(g取10N/kg)
(1)称量时应将 表改装成电子秤的表盘(要求:托盘上的物体质量越大,电表的示数也越大);电源电压为 V;
(2)将滑动变阻器的滑片P调至最右端,闭合开关,当在托盘上放上质量为4kg的物体时,电流表的示数是多少?
(3)当滑动变阻器的阻值调至某一范围后,电子秤的称量范围是0~M,在称量范围内电路各元件及电表均安全,且电流表能满偏,求M的最小值。
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专题18 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 3
考点1 对欧姆定律公式及图像的理解 3
教材·知识夯基
1.欧姆定律的内容
2.欧姆定律的公式及变形公式
3.欧姆定律的适用范围
中考·新考法聚焦
考法1 综合应用与真实情境相结合解决实际问题
考法2 教材素材链接
考点2 运用欧姆定律进行综合计算 6
教材·知识夯基
1.欧姆定律在串并联电路中的应用
2.动态电路分析
3. 串并联电路中总电阻的求法
中考·新考法聚焦
考法1 多知识点相融合进行综合考查
考法2 结合生活实际跨学科融合
考法3 结合生活实际或科技前沿进行综合考查
考法4 教材素材链接
04·素养拓展·思维进阶 10
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
实验2 伏安法测电阻
05·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
对欧姆定律公式及图像的理解
☑选择题
☑填空题
欧姆定律公式的简单应用
欧姆定律的简单计算,并联电路电压规律及应用。如 2025·湖南长沙卷
运用欧姆定律进行综合计算
☑选择题
☑填空题
☑计算题
动态电路分析,电路故障分析,图像、比例问题
含有变阻器的动态电路分析。如 2025·湖南长沙卷
探究电流与电压、电阻的关系 测电阻
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流与电压、电阻关系
伏安法测电阻
伏安法测电路的实验原理和电路图,实验步骤和数据处理。如 2025·湖南长沙卷
命题新趋势
近年来,电压与电阻 的命题趋势正从单一知识考查转向 综合应用与真实情境结合,强调学生对物理概念的理解深度和解决实际问题的能力,尤其注重 实验探究、电路故障分析及敏感电阻在生活中的应用 。电压与电阻是电学的基础内容,在中考物理中占有重要地位。随着新课标改革推进,命题不再局限于公式记忆和简单计算,而是更关注学生是否能建立物理模型、理解本质规律,并应用于现实场景。
命题趋势的四大方向:1.多知识点融合(如电压、电流、电阻关系+电路控制);2.开放性实验题、故障分析、图像分析题;3.结合生活实际或科技前沿(如数据中心供电);4实验探究、逻辑推理、科学思维并重。
命题预测
根据近年中考物理命题趋势,电压与电阻相关内容在试卷中占有重要地位。它不仅是欧姆定律的基础,也贯穿于电功率、家庭电路等多个章节。命题方向正逐步从单纯的知识记忆向综合应用和科学探究转变。
核心考点与命题预测:基本概念辨析:电压的作用、电阻的影响因素(材料、长度、横截面积、温度);实验探究:探究电流与电压、电阻的关系(控制变量法)、伏安法测电阻;电路分析:串并联电路中电压分配规律、滑动变阻器的作用;图像与数据处理:I-U图像分析、利用图表判断电阻变化趋势。
考点1 对欧姆定律公式及图像的理解
1.内容
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2.公式
。式中单位:I(电流)→安(A);U(电压)→伏(V);R(电阻)→欧(Ω)。
3.变形公式
求电压:U = IR,求电阻:。
①同体性:U、I、R是对应同一个导体或同一段电路的三个物理量,解题过程中,习惯上把对应同—导体的物理量符号用相同的角标表示,如I1、U1、R1 或I甲、U甲、R甲。
②同时性:由于电流会随电压的改变而改变,所以在应用公式时,三个物理量必须是同一时刻的数值。
③欧姆定律只适用于纯电阻电路。纯电阻电路是将电能全部转化为内能的电路。如电炉、电饭锅等;电动机工作时,主要将电能转化为机械能,只有一小部分电能转化为内能,所以含电动机的电路不是纯电阻电路。
④电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,所以不能说电阻与电压成正比,与电流成反比。公式 只是电阻的计算式而不是决定式。
⑤同一电源,电压是一定的(电压由电源提供,电源电压大小只与电源有关,与电路中电阻和电路无关)因此不能说成“电压与电阻成正比,与通过它的电流成反比”。
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
【答案】 并 0.9 30
【详解】[1][2]由图可知,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流为
[3]根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A
根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值
2.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·一模)小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.
B.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C.当在导体甲的两端上加的电压时,通过导体甲的电流为
D.将甲、乙两导体并联后接到电压为的电源上时,干路中的电流为
【答案】B
【详解】A.由图像知,甲和乙的I-U图像都是过原点的倾斜直线,则甲和乙都是定值电阻,甲两端的电压为2.5V时,通过甲的电流为0.5A,甲的电阻,故A正确,不符合题意;
B.由图像知,通过甲和乙的电流相同时,甲两端的电压比乙两端的电压小,据知,甲的电阻比乙的小,故B错误,符合题意;
C.由图像知,甲两端的电压为2V时,通过甲的电流0.4A,故C正确,不符合题意;
D.将甲和乙并联后,接到电压为3V的电源上,则通过甲和乙的电流分别为0.6A和0.3A,则干路的电流,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.【结合图像进行综合考查】(2025·湖南长沙·三模)小红画出了定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值变化情况为 。若将两者串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
【答案】 变大
【解析】【小题1】[1]由图知道,灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流的变化量,根据欧姆定律可知其阻值增大。
[2]若将两者串联在电源电压为4V的电路中,通过串联电路各处电流相等,由图知道,通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为3V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电源电压
根据串联分压原理知道,L和R的阻值之比
4.(2025·湖南益阳·二模)晓明家有一辆空载时质量为1t的货车,公路部门往往通过地磅检测货车载重情况。图甲为研究小组设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为9V,定值电阻标有“,”字样。已知。求:
(1)货车空载时受到的重力为 N。
(2)当货车中装有质量1t的货物时,通过电路的电流是 A。
(3)为了保证电路安全,该货车允许装载的货物的最大质量是 t。
【答案】(1)
(2)0.45
(3)3
【详解】(1)空载时质量为的货车的重力
(2)当货车中装有质量1t的货物时,货车对压力传感器的压力
由图乙可知,此时压力传感器的阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律知,电流
(3)为了保证电路安全,定值电阻标有“”字样,电路中最大电流,最小总电阻
压力传感器R的阻值为
根据乙图知,此时的压力为;由于压力等于重力,即有
解得货车允许装载的货物的最大质量为
考点2 运用欧姆定律进行综合计算
1.串联电路特点:分压不分流
①电流:串联电路中各处的电流相等(不分流):I串=I1=I2
②电压:总电压等于各处电压之和(分压):U串=U1+U2
③电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度):R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)
分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)
2.并联电路特点:分流不分压
①电流:干路电流等于各支路电流之和(分流):I并=I1+I2
②电压:各支路电压都等于电源电压(不分压):U并=U1=U2
③电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积):(总电阻小于分电阻)
分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)
3.欧姆定律在串并联电路中的应用
①串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻的电压也随之变化。
②当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变,干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
③家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
1.【动态电路分析问题】(2025·湖南怀化·二模)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V读数与电流表读数的比值变大
B.电流表读数与电流表读数的差值变大
C.电流表读数变小,电压表V读数变大
D.电压表V读数与电流表读数的比值变小
【答案】D
【详解】由图可知,闭合开关S后,与并联,电流表测滑动变阻器所在支路的电流,电流表测干路电流,电压表测电源电压;因电压表测电源电压,则移动滑片时电压表的示数不变;当开关S闭合,变阻器的滑片P向左移动的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变大,即电流表的示数变大;因并联电路各支路独立工作、互不影响,所以通过的电流不变;因为干路中的电流等于各支路电流的和,所以干路电流变大,即的示数变大;
A.因为电压表V读数不变,电流表读数变大,所以电压表V读数与电流表读数的比值变小,故A错误;
B.根据并联电路的电流特点可知,电流表读数与电流表读数的差值为通过的电流,且通过的电流不变,所以该差值保持不变,故B错误;
C.由以上分析可知,电流表读数变大,电压表V读数不变,故C错误;
D.因为电压表V读数不变,电流表读数变大,所以电压表V读数与电流表读数的比值变小,故D正确。
故选D。
2.【结合生活实际跨学科融合】(2025·湖南永州·二模)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可沿竖直放置的电阻R上下滑动并保持良好接触。接线柱“1”可以与接线柱“2”或接线柱“3”连接。下列说法正确的是( )
A.“显示器”由电压表改装而成
B.接线柱“1”与“2”连接时与R并联
C.接线柱“1”与“3”连接,货车质量增大时,显示器的示数也增大
D.电阻R0在电路中是多余的,可以去掉
【答案】C
【详解】A.“显示器”串联在电路中,可知“显示器”是由电流表改装而成的,故A错误;
B.当接线柱“1”与“2”连接时,分析电流路径,电流从电源正极流出,依次经过、回到电源负极,电流只有一条路径,所以与是串联的,故B错误;
C.接线柱“1”与“3”连接,当货车质量增大时,弹簧受到的压力增大,滑片P向下移动。由图可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻变小。根据欧姆定律,电源电压不变,电路中的总电阻变小,所以电路中的电流变大。因为显示器是由电流表改装而成的,所以显示器的示数增大,故C正确;
D.由图可知,接线柱“1”与“3”连接时,当滑动变阻器滑片移至最下端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,将出现电源短路的情况,而在电路中接入电阻R0,可以避免出现电源短路,即电阻起到保护电路的作用,所以不能去掉,故D错误。
故选 C。
3.(2025·湖南永州·模拟预测)如图甲是某种温度报警模拟电路的一部分,电阻R1、R2中,一只是阻值为400Ω的定值电阻,另一只是热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,图甲中圆圈为电流表或电压表,该电表的示数设计成“温度升高示数变大”。当电表示数达到一定值时会触发报警装置,电源电压U恒为12V。
(1)电路中R1应是 电阻(选填“定值”或“热敏”),电表应是 (选填“电流表”或“电压表”)。
(2)若报警温度设定为56℃,则电路开始报警时电表的示数是 。
【答案】(1) 热敏 电压表
(2)4V
【详解】(1)[1][2]由图甲,电表若是电流表,闭合开关R2被短路,故电表应为电压表,则R1、R2串联,电压表测量R2两端电压;由图乙,当温度升高时,热敏电阻阻值变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,定值电阻两端电压变大,热敏电阻两端电压变小。由题意:电表的示数设计成“温度升高示数变大”,所以,R1是热敏电阻、R2是定值电阻。
(2)当温度为时,由图乙,
电路中电流
4.(2025·湖南·二模)如图甲所示,是一种“创可贴智能体温计”,使用时将其粘贴在人体皮肤上,通过连接手机蓝牙就可以监测体温。图乙是模拟其内部电路原理图,电源电压6V不变,R0为定值电阻,R为高精度的热敏电阻,其阻值随温度的变化图像如图丙所示,数字式电流表和电压表的量程分别为0~12mA和0~4.0V,当检测温度为40℃时,对应的电流表示数为0.01A。
(1)热敏电阻R是利用 (选填“超导体”或“半导体”)制作而成;
(2)人体温度升高时,图乙中示数增大的仪表应该是 (选填“电压表”或“电流表”);
(3)当电流表的示数为0.01A时,计算可知定值电阻R0的阻值为 Ω。
【答案】(1)半导体
(2)电流表
(3)300
【详解】(1)热敏电阻R是利用半导体对温度变化敏感的特性制作而成的。
(2)由图乙可知,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。
由图丙可知,热敏电阻的电阻随着温度升高而减小。所以人体温度升高时,热敏电阻R的电阻减小,根据串联分压原理,电压表示数减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律,电流表示数增加。
(3)由图丙可知,当检测温度为40℃时,热敏电阻R的电阻为300Ω,则热敏电阻R的电压为
定值电阻R0的电压为
定值电阻R0的阻值为
实验1:探究电流与电压、电阻的关系
实验探究电流与电压的关系
【电路图】
【实验操作】
如图,将定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流。通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压,进而改变通过定值电阻的电流,从而记录多组电流电压值。
【实验考点】
1.实验前应先断开开关,调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处,再连接电路图。
2.滑动变阻器的作用:①改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流;②保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表。
3.为了使实验结论具有普遍性,应至少测量记录三组数据。
4.将描出的点用平滑的曲线(或直线)连接起来,使尽量多的点落在线上,不在线上的点均匀落在线的两侧。
5.电路故障分析:①电压表有示数,电流表无示数:定值电阻断路;②电压表无示数,电流表有示数:定值电阻短路;③电压表无示数,电流表无示数:滑动变阻器断路。
6.实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(物理研究方法:控制变量法)
实验探究电流与电阻的关系
【电路图】
【实验步骤】
如图,将不同阻值的定值电阻接入电路,用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量通过定值电阻的电流;把阻值为5 Ω 的定值电阻依次更换为阻值为 10 Ω、15 Ω、20 Ω 的定值电阻,通过调节滑动变阻器滑片的位置来保证定值电阻两端的电压始终保持不变,从而探究电流随电阻变化的规律。
【实验考点】
1.实验前应先断开开关,调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处,再连接电路图。
2.滑动变阻器的作用:①控制定值电阻两端电压不变;②保护电路,防止电路中电流过大损坏电流表
3.为了使实验结论具有普遍性,应至少测量记录三组数据。
4.电路故障分析:①电压表有示数,电流表无示数:定值电阻断路;②电压表无示数,电流表有示数:定值电阻短路;③电压表无示数,电流表无示数:滑动变阻器断路。
5.当更换阻值较大的定值电阻后,为了保证定值电阻两端的电压不变,需要增大滑动变阻器接入电路的电阻;当更换阻值较小的定值电阻后,为了保证定值电阻两端的电压不变,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻。
6.实验结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(物理研究方法:控制变量法)
7.滑动变阻器最小阻值的选择:
由,可得
其中:R1代入实验中的最大定值电阻;
Rx是指完成实验的滑动变阻器的最小阻值;
U1是指定值电阻分的电压;
Ux是指滑动变阻器分的电压。
实验2:伏安法测电阻
1.伏安法测导体电阻
【电路图】
【实验步骤】
①按实验原理图正确连接实验电路;
②电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中;
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R =(R1+R2+R3)/3。
【实验考点】
(1)实验原理:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。
(3)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。
(4)多次测量取平均值的目的是为了减少误差。
(5)实验表格设计
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
1
2
3
2.伏安法测小灯泡电阻
【电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接电路,将滑动变阻器调到阻值最大处;
②闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压,记下此时电流表、电压表示数;
③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压逐次降低,记下每次读出的电流表、电压表示数;
④计算每次的电阻值,整理器材。
【实验考点】
(1)实验原理:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处
(3)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变灯泡两端的电压和通过定值电阻的电流。
(4)多次测量是为了探究在不同温度下小灯泡的电阻变化情况,不能取平均值。
(5)实验结论:灯丝的电阻随(亮度)温度的升高而增大。
(6)记录数据的表格为:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
1.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南·二模)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)小明连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是定值电阻 ;
(2)故障排除后,小明先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V;
(3)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为出现上述现象的原因可能是______;
A.电压表量程选小了
B.滑动变阻器的阻值太大
C.滑动变阻器的阻值太小
(4)小明解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。做出了如图丙所示的电流/随电阻R变化的关系图像。分析图像可以得出 。
【答案】(1)短路
(2) 2.4 2
(3)C
(4)电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)电流表指针发生偏转,说明电路是通路;电压表无示数,故障的原因可能是定值电阻短路。
(2)[1]由图甲可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[2]根据欧姆定律可知,当10Ω的电阻接入电路,电流表示数为0.2A,则电压表示数为
即控制定值电阻两端的电压为2V。探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路分压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,将10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻后,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V不变。
(3)A.电压表并在定值电阻两端,控制的电压为2V,小于3V,所以选0~3V的量程即可,故A不符合题意;
BC.改用50Ω的电阻时,电路中的电流为
滑动变阻器接入电路的阻值为
所以可能是因为小明选用的滑动变阻器最大阻值太小,电压表的示数无法达到实验要求的值,
故B不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)根据图像可知,电流与电阻的乘积保持不变,故可得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
2.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南株洲·三模)实验小组在探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”。
(1)根据图甲的电路图连接好电路,相对于图甲而言,闭合开关前,应将滑动变阻器 ;
(2)检查图乙,发现有一根导线接错,请在这根导线上打“”,并画出正确接法;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,将各次实验数据记录如表1。其中第2次实验时电流表的示数如图丙所示,读数为 A;
表1:探究电流跟电压的关系
次数
1
2
3
电阻
R
R
R
电压
电流
表2:探究电流跟电阻的关系
次数
3
4
5
电阻
R
5
15
电压
电流
(4)要使本次实验的结论更具有普遍的规律性,他们应该 ;
(5)他们为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,在原实验的基础上,分别接入、的电阻,得到表2的数据。他们实验中存在的问题是 。
【答案】(1)滑片P移到最左端
(2)
(3)
(4)换用不同规格的电阻多次实验
(5)没有控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,即将滑片P移到最左端。
(2)原电路图中,电流表和电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端,实物图改接如下图:
(3)其中第2次实验时电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为。
(4)实验次数太少,结论可能具有偶然性;为了让结论更具有普遍的规律性,他们应该换用阻值不同的电阻多次实验。
(5)由表中数据可知,定值电阻两端电压不同,而探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中,应控制定值电阻两端电压不变,因此他们实验中存在的问题是:没有控制定值电阻两端电压不变。
3.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南·一模)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
【答案】(1)
(2)A
(3) B 9.6
(4)
【详解】(1)伏安法测量小灯泡的电阻,电压表应测小灯泡两端电压,所以原电路中电压表测电源电压错误;将电压表“”接线柱与滑动变阻器左上接线柱连接的导线打“×”,再将电压表“”接线柱与小灯泡左侧接线柱用导线连接。如图所示:
(2)A.由题意,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是电压表被短路或电压表测量的对象被短路或电压表断路等。电路改正后,电压表测量小灯泡两端的电压,所以小灯泡短路,电压表被短路无示数。故A符合题意;
B.若电流表短路,电流表无示数,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表无示数,故C不符合题意。
故选A。
(3)[1]闭合开关,移动滑片至某位置电压表示数为2V,小于小灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时电阻,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,由电路图知,滑动变阻器接入右下接线柱,故应将滑片向B端移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则此时小灯泡的电阻
(4)电源电压恒定,当滑片在端,此时为只有定值电阻的简单电路,电流表测电路电流为,则电源电压
当滑片在端,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测此时电路电流为,则电源电压
则
则定值电阻
1.(2025·湖南岳阳·一模)如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为电压表的示数分别为若的电阻小于的电阻,不考虑灯丝电阻随温度的变化,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.据图可知,闭合开关S,电路是灯泡L1、L2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测L1两端电压,电压表V2测L2两端电压,电压表V3测电源电压,根据串联电路中的电流规律可知,电流是处处相等的,两电流表的示数相等,即,故A错误;
BCD.由于的电阻小于的电阻,根据可知,L1两端电压小于L2两端电压,因此;根据串联电路中电压规律可知,故C正确,BD错误。
故选C。
2.(2025·湖南·三模)如图所示的电路中,开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P位于中点。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A1与电流表A示数的比值变小的方案是( )
A.增大电源电压 B.用替换(>)
C.开关S2由闭合改为断开 D.滑片向右移
【答案】B
【详解】由图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,开关在干路上,只控制滑动变阻器,电流表测通过定值电阻的电流,A测干路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且各支路电压等于电源电压,由欧姆定律有,
所以电流表与电流表A示数的比值为
A.由分析可知,电流表与电流表A示数的比值为,所以增大电源电压无影响,比值不变,故A不符合题意;
B.由分析可知,电流表与电流表A示数的比值为,若用替换(>),滑动变阻器滑片P位于中点,即阻值不变,分母变大,比值减小,故B符合题意;
C.由分析可知,开关都闭合时,电流表与电流表A示数的比值为,开关断开后,电路中只有定值电阻,两电流表都测通过定值电阻的电流,比值为1,所以比值增大,故C不符合题意;
D.由分析可知,开关都闭合,滑动变阻器的滑片P位于中点时,电流表与电流表A示数的比值为,由图,当滑片右移,即滑动变阻器阻值增大,定值电阻阻值不变,减小,所以两电流表比值会增大,故D不符合题意。
故选 B。
3.(2025·湖南株洲·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2示数变小,电流表A1示数变小
B.电压表V示数变小
C.电压表V示数与A1示数的比值不变
D.电流表A1示数与A2示数的差变大
【答案】A
【详解】由电路图知道,、并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流,电流表测支路的电流;
AB.由于电源电压不变,所以滑片移动时电压表示数不变;由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则滑片移动时,通过的电流不变;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由可知通过支路的电流变小,则电流表的示数变小;根据并联电路的电流规律可知,干路总电流变小,所以电流表的示数变小,故A正确,B错误;
C.电压表V示数不变,电流表示数变小,则电压表V示数与电流表示数的比值变大,故C错误;
D.根据并联电路的电流规律可知,电流表示数与示数的差值等于通过的电流,所以电流表示数与示数的差不变,故D错误。
故选A。
4.(2025·湖南湘西·二模)如图所示的电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器增大其阻值,下列有关该电路各物理量变化情况的说法中,正确的是( )
A.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数减小
B.电流表示数增大、两端的电压增大、电压表的示数增大
C.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数增大
D.电流表示数增大、两端的电压减小、电压表的示数减小
【答案】A
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路电流。调节滑动变阻器增大其阻值,电路的总电阻变大,根据欧姆定律知,电路中的电流变小,电流表示数减小,根据知,定值电阻两端的电压减小,电压表示数减小。故A正确,BCD错误。
故选A。
5.(2025·湖南岳阳·二模)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻。R2为光敏电阻,当有光照射时, R2电阻变小,激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次 (计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是 ( )
A.电阻R2的阻值变小
B.通过R2的电流变大
C.R2两端的电压变大
D.R1两端的电压与通过R1的电流之比变小
【答案】C
【详解】A.两电阻串联,计数器(电压表)测R2的电压,已知当有光照射时电阻R2的阻值变小,所以,激光被遮挡瞬间(即无光照射时),电阻R2的阻值变大,故A错误;
B.由串联电阻的规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,故B错误;
C.根据U=IR可知,电流变小时,R1两端的电压变小,由于电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,则R2两端的电压变大,即计数器两端的电压变大,故C正确;
D.由欧姆定律可知,R1两端的电压与通过R1的电流之比为R1的阻值大小,R1为定值电阻,大小不变,故D错误。
故选C。
6.(2025·湖南长沙·二模)如图甲是身高、体重测量仪,当人站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,力敏电阻的阻值随压力增大而减小,滑片随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )
A.身高越高电流表A示数越小
B.体重越大电压表示数越小
C.体重越大电流表示数越大
D.体重越大电压表示数与电流表示数的比值越大
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,R与R0并联,电压表测电阻R两端的电压,电流表A测量通过R0得到电流,电流表A1测压敏电阻R支路的电流;身高越高,滑片上移,变阻器R0连入电路的电阻越小,由可知通过变阻器的电流越大,电流表A示数越大,故A错误;
BCD.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,R的阻值越小,由可知通过压敏电阻R的电流越大,即电流表A1的示数越大,电压表测电阻R两端的电压,同时测量电源电压,电源电压不变,所以电压表示数不变,由可知,电压表示数与电流表示数的比值灯泡电阻R的阻值,R的阻值越小,所以电压表示数与电流表示数的比值越小,故BD错误,C正确。
故选C。
7.(2025·湖南衡阳·一模)在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,定值电阻R₁两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R₂的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20 Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为2 V
C.滑片P移到a端时, R2的电流为0.1A
D.当滑片P移到中点时,此时R1的电流为0.3A
【答案】D
【详解】当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0,R2两端的电压为0,由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V,滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为R2=20Ω,电压表的示数U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V
根据欧姆定律可知,通过R2中的电流为
因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R1的电流I1=I2=0.2A
根据欧姆定律可知
当滑片P移到中点,R1与滑动变阻器串联,由图象可知,R2′=10Ω时,电压表的示数U1'=3V,通过R1的电流为
故ABC错误,D正确。
故选D。
8.(2025·湖南长沙·中考真题)(多选)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
【答案】BD
【详解】A.当水箱内水位上升时,由p=ρgh可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,变阻器和电阻R0串联,电压表测量电阻R0两端的电压,当水箱内水位上升时,滑动变阻器的滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故BD符合题意,C不符合题意。
故选BD。
9.(2025·湖南长沙·二模)(多选)高速公路收费站对过往的超限装载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源电压一定),当车辆越重时,以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电流表
B.电压表的示数不变,称重表的示数变大
C.电压表V的示数变大,称重表的示数变大
D.电压表V的示数与称重表的示数之比变大
【答案】AC
【详解】A.分析电路可知,、滑动变阻器R、称重表串联,所以称重表相当于一个电流表,测量电路中电流,电压表测电压。故A正确;
BC.当车辆越重时,滑片下移,滑动变阻器R接入电路阻值变小,则总电阻变小,根据,电路中电流变大,则称重表的示数变大,根据,电压表V的示数变大,故B错误,C正确;
D.根据,电压表V的示数与称重表的示数之比即为定值电阻阻值,所以当车辆越重时,电压表V的示数与称重表的示数之比不变,故D错误。
故选AC。
10.(2025·湖南长沙·一模)(多选)如图(a)、图(b)是电子天平的两种简化电路图,主要组成部分是:电源(电压保持不变)、定值电阻、托盘力敏电阻R(阻值随所受压力的增大而减小),质量显示仪表(实质是一只合适的电表)。闭合开关后电路正常工作,下列说法正确的是( )
A.图(a)中,质量显示仪表为电压表
B.图(b)中,质量显示仪表为电压表
C.图(a)中,电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线重合
D.图(b)中,托盘中物体质量越大,仪表的指针偏转角度越大
【答案】BD
【详解】AC.图(a)中,定值电阻、托盘力敏电阻R串联,质量显示仪表串联在电路中,所以是电流表,当托盘中物体质量为零时,电路中电流不为零,所以电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线不重合,故AC错误;
BD.图(b)中,定值电阻、托盘力敏电阻R串联,质量显示仪表与并联,所以是电压表。托盘中物体质量越大,托盘力敏电阻R受到的压力越大,托盘力敏电阻R阻值越小,则总电阻越小,根据,电路中电流越大,根据,电压表示数越大,即仪表的指针偏转角度越大,故BD正确。
故选BD。
11.(2025·湖南岳阳·二模)如图甲所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器 R2 最大阻值是 20Ω。闭合开关,滑动变阻器的 I-R 图象如图乙所示,当滑片 P滑至中点时,通过 R1 的电流是 A当滑片 P 滑至最右端时,R2 两端的电压为 V。
【答案】 0.3 4
【详解】[1]定值电阻与滑动变阻器串联,滑片 P 滑至最左端时,滑动变阻器接入阻值为0,电流最大,电源电压为
滑片 P 滑至最右端时,滑动变阻器接入阻值最大,电流最小,电源电压为
联立上二式,可得,
当滑片 P滑至中点时,滑动变阻器接入阻值
通过R1 的电流是
[2]滑片 P 滑至最右端时,R2 两端的电压为
12.(2025·湖南长沙·三模)如图甲所示,是、两个灯泡的图象,请根据图像所给信息进行计算,若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为则的电阻为 ;保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数为 A。
【答案】 6 0.85
【详解】[1]由图乙可知,两灯泡串联在电路中,电路中电流为0.3A,由图甲可知,当电流为0.3A时,灯泡L1两端的电压为1.8V,根据欧姆定律可知,L1的阻值为
[2]由图甲可知,当电路中的电流为0.3A时,L1两端的电压U1为1.8V,L2两端的电压U2为4.2V,根据串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压为
由图丙可知,两灯泡并联在电路中,根据题意可知,电源电压保持不变,为6V,根据并联电路电压的特点,由图甲可知,当电压为6V,通过L1的电流为0.5A,通过L2的电流为0.35A,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流表的示数为
13.(2025·湖南长沙·二模)市面上有一种自动防溺水手环,小明所在的兴趣小组对其展开了研究。其简化原理示意图如图甲所示,当脉搏传感器检测到人体脉搏大于100次/分,同时装置达到设定的水深时,系统即判定为溺水状态,立即启动气囊救生装置,装置通过打开液体气瓶对救生气囊充气,带动人体浮出水面。小明的质量为50kg,手环的质量和体积忽略不计,g取10N/kg,。
(1)小明所受重力为 N;
(2)为确保安全,人的头部要露出水面,人体头部约占人体总体积的。若要保证小明使用时的安全,气囊容积至少为 ;(注:人体的密度约等于水的密度)
(3)该兴趣小组从实验室选择合适的器材模拟此电路,所用压敏电阻的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,电源电压为2V,滑动变阻器的规格为“100Ω;1A”。开关S闭合,电流达到0.02A时,可以使磁性开关闭合,气囊救生装置开始工作。假设防溺水手环的压敏电阻正面朝上,与水的接触面积为,若要实现防溺水深度在0.5m~2m之间进行调节,则滑动变阻器的阻值调节范围是 。(电磁铁线圈和脉搏传感器的电阻忽略不计)
【答案】(1)500
(2)
(3)
【详解】(1)小明所受重力为
(2)人体的密度约等于水的密度,则人体总体积为
人的头部露出水面时,人体水下部分体积为
人体漂浮,受到的总的浮力为
则人体和气囊排开水的总体积为
则气囊容积至少为
(3)分析电路可知,压敏电阻和滑动变阻器串联,磁性开关恰好闭合,气囊救生装置开始工作时,总电阻为
当深度为0.5m时,压敏电阻受到的压力为
由乙图可知,此时压敏电阻阻值为,此时滑动变阻器阻值为
当深度为2m时,压敏电阻受到的压力为
由乙图可知,此时压敏电阻阻值为,此时滑动变阻器阻值为
所以若要实现防溺水深度在0.5m~2m之间进行调节,则滑动变阻器的阻值调节范围是。
14.(2025·湖南岳阳·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,将的滑片P从最右端移到最左端,两个电阻的“U-I”关系图象如图乙所示。分析图乙可知:
(1)图线 (选填“a”或“b”)反映通过定值电阻的电流与其两端电压的关系;
(2)滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(3)若将图甲中的换成阻值为15Ω的,闭合开关S,再次将的滑片P从最右端滑到最左端,得到两个电阻新的“U-I”关系图象,如图丙所示,则图线c和图线d的交点坐标为 [坐标用(的形式书写]。
【答案】(1)b
(2)20
(3)(0.2A,3V)
【详解】(1)由图甲知,闭合开关,两个电阻串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。滑片从最右端移到最左端,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,电路的电流变大,定值电阻两端的电压变大,所以反映通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系的图线是b。
(2)变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,由图乙知,最小电流为0.2A,此时变阻器两端的电压为4V,变阻器的最大阻值
(3)变阻器接入电路的阻值为0时,电路中只有R1工作,其两端的电压等于电源电压,由图乙知,电源电压为6V。用R3更换R1后,则R3与R2串联,图丙中,两图线的交点位置,两个电阻两端的电压相等,据串联电路的分压特点知,两个电阻的阻值相等,所以变阻器接入电路的阻值为15Ω。则电路中的总阻值R=15Ω+15Ω=30Ω
此时电路中的电流
两电阻两端的电压都为
两图线交点坐标为(0.2A,3V)。
15.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
【答案】(1)断开
(2)
(3)B
(4)5
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
(2)测量小灯泡电阻的实验中,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)测量小灯泡正常工作时的电阻,在调节滑动变阻器时,观察电压表的示数,当电压表的示数是小灯泡额定电压2.5V时,灯泡正常发光,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)由表中数据可知,灯泡两端的电压减小,通过灯泡的电流减小,第5次实验中电压比第4次实验中电压小,第5次实验中电流应比第4次实验中的电流小,而表中第5次的电流比第4次的电流大,该数据是错误的。
16.(2025·湖南湘潭·二模)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rₓ= (用I1、I2和R0表示)。
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱的读数为R0,则可知未知电阻Rₓ= 。
【答案】(1) 2.7 9
(2)
(3) b
【详解】(1)[1][2]图乙电压表的量程为0~3V,分度值是0.1V,示数为2.7V,图丙电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律,可以求出
(2)分析图丁可知,与并联,电流表A1测量并联电路的总电流I1,电流表A2测量通过的电流I2,则通过的电流
两端的电压
根据欧姆定律,可得
故
(3)[1][2]如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点b,与R串联,电压表测量两端的电压,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U,即两端电压为U,保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点a,此时与R串联,电压表测量两端的电压,调节电阻箱R1的阻值,使电压表的示数恰好为U,此时电阻箱示数等于未知电阻阻值,即。
17.(2025·湖南永州·二模)青青同学利用图甲电路测量定值电阻R的阻值。
(1)请以笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑片向右移动时,电流表示数变小 ;
(2)实验时,闭合开关无论怎样移动滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且不变。已知导线、仪表均完好,各处接触良好,则电路发生故障的原因可能是 ;
(3)图乙和图丙是青青同学实验过程中滑片移至某一位置时电压表、电流表的示数,则此时测得未知电阻的阻值为 Ω;
(4)青青同学在此电路的基础上换用几个不同的定值电阻探究“电流和电阻的关系”,测得数据如下表所示,通过欧姆定律分析表中数据不能得出正确的结论,原因是 。
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.2
0.14
【答案】(1)
(2)电阻R断路
(3)4
(4)未控制电阻两端电压相同
【详解】(1)测量定值电阻R阻值的实验中,滑动变阻器应串联在电路中,且“一上一下”接入电路,由于滑片向右移动时,电流表示数变小,电阻应变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,作图如下:
(2)闭合开关无论怎样移动滑片,电流表始终无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且不变,说明电压表能连接到电源两极,测量电源电压,故电路发生故障的原因可能是电阻R断路。
(3)由图乙可知,电压表接的是小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为2.0V;由图丙可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.5A,故此时测得未知电阻的阻值为
(4)探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,由表中数据可得,U=IR=0.3A×5Ω≠0.2A×10Ω≠0.14A×15Ω
即电压表示数是变化的,也就是说没有控制定值电阻两端的电压相同,故不能得出“电流和电阻成反比”的结论。
18.(2025·湖南常德·模拟预测)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔线代替导线,将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)小明连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是定值电阻 ;
(3)故障排除后,小明先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V;
(4)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为出现上述现象的原因可能是______;
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电源电压太小了
(5)小明解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。做出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像。分析图像可以得出 。
【答案】(1)
(2)短路
(3) 2.4 2
(4)C
(5)电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,即电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,要求:滑动变阻器的滑片向右移时,电流表示数变大,电阻变小,说明滑动变阻器使用的是右下接线柱,连接电路如下图所示:
(2)闭合开关后,电流表指针发生偏转,说明电路通路,电压表无示数,可能是定值电阻短路了,电压表相当于测导线电压,因此无示数。
(3)[1]据甲图可知,电压表选择小量程,乙图中电压表的分度值为,示数为。
[2]由图丙和欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为不变。
(4)改用的电阻时,电路中的电流
滑动变阻器接入电路的阻值为
实验中需要的电阻大于滑动变阻器的最大阻值,所以可能是因为小明选用的滑动变阻器最大阻值太小,电压表的示数无法达到实验要求的值,故选C。
(5)根据图像知,电流与电阻的乘积保持不变,且当电阻变大时,电流会变小,故可得出的结论是,电压一定时,电流与电阻成反比。
19.(2025·湖南娄底·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、)滑动变阻器R(20Ω;1A),开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻R0,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I1,此时小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,电流表示数为I2,则小灯泡正常发光时的电阻R= (用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)
(2)断开
(3)9.5
(4)
【详解】(1)小灯泡和滑动变阻器串联,电流表与灯泡串联,电压表与小灯泡并联;电源电压为6V,由于小灯泡额定电压是3.8V,因此电压表选择0~15V量程,电路图如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)开关变化前后均是R0与灯泡并联,电压相等,则有
解得
20.(2025·湖南·三模)如图甲是某物理兴趣小组设计的电子秤的原理图,电源电压恒定,电压表的量程是0~15V,电流表的量程0~0.6A,滑动变阻器的规格为“100Ω 2A”,是力敏电阻(上面的托盘质量忽略不计),其阻值随所受压力变化规律如图乙所示。若将滑动变阻器的滑片P调至最右端,闭合开关,托盘上不放物体时,电压表示数是9V。(g取10N/kg)
(1)称量时应将 表改装成电子秤的表盘(要求:托盘上的物体质量越大,电表的示数也越大);电源电压为 V;
(2)将滑动变阻器的滑片P调至最右端,闭合开关,当在托盘上放上质量为4kg的物体时,电流表的示数是多少?
(3)当滑动变阻器的阻值调至某一范围后,电子秤的称量范围是0~M,在称量范围内电路各元件及电表均安全,且电流表能满偏,求M的最小值。
【答案】(1) 电流 18
(2)0.12A
(3)18kg
【详解】(1)等效电路图如图所示:
当托盘上的物体质量越大,根据乙图可知力敏电阻的阻值越小,当滑动变阻器阻值不变时,根据欧姆定律可以得出电流表示数越大,电压表示数越小,因此应将电流表改装成电子秤的表盘;滑动变阻器的滑片P调至最右端,其阻值最大,大小为100Ω,托盘上不放物体时,根据图乙可知,等效电路图如图所示:
由,根据串联分压可得
故电源电压为
(2)当将滑动变阻器的滑片调至最右端,托盘上放上质量为的物体时,
根据图乙可知,等效电路图如图所示:
电流表的示数为
(3)当电子秤的示数为0时,,为了保证电压表安全,电压表不能超量程15V,即
得-----------------------------------①
当电子秤的示数为时,最小,电流表示数最大,所以电流表此时满偏。即示数为0.6A,则电路中总电阻最小值为-------------------②
结合①②和图乙可知,当时,的值最小,
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